半导体晶片的研磨方法及研磨装置的制造方法_2

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]图2是表示本实施方式的双面研磨装置的结构的示意图。
【具体实施方式】
[0036][第1实施方式]
首先,参照【附图说明】本发明的第1实施方式。
[0037]图1是表示本发明的半导体晶片的研磨装置的示意图。
[0038]如图1所示,本发明的半导体晶片的研磨装置具备研磨机构1、保管槽2、测量机构
3、移动机构4及研磨条件设定机构51。此外,本发明的半导体晶片的研磨装置具备能够收纳研磨前的多张半导体晶片W与载具15的保管单元6。此外,在图1中,为了简化图示,将收纳于载具15内的半导体晶片W的张数以一张表示,但是在本发明中,不限于收纳一张,当然能够收纳多张半导体晶片。
[0039]本实施方式的研磨机构1如图2所示,是双面研磨装置10。
[0040]〈双面研磨装置的结构〉
对本实施方式的研磨工序所使用的双面研磨装置10进行说明。
[0041 ]图2是表示本实施方式的双面研磨装置的结构的示意图。
[0042]如图2所示,双面研磨装置10构成为具备上压板11、下压板12、内齿轮13、外齿轮14及多个载具15。在载具15内,收纳多张半导体晶片W。此外,在图2中,构成为在一个载具15内收纳3张半导体晶片W。
[0043]上压板11构成为具备压板主体111和升降机构112,所述升降机构112使该压板主体111相对于下压板12接近和远离。
[0044]压板主体111形成为大致圆板状,虽然在图2中省略图示,但在压板主体111的下表面设有研磨垫113,所述研磨垫113在研磨半导体晶片W时与半导体晶片W抵接。此外,在压板主体111的上表面穿设有用于在研磨时供给研磨液和用纯水冲洗的多个供给孔,能够将研磨液和纯水供给至上压板11与下压板12之间。
[0045]升降机构112具有设置于压板主体111的大致中央的轴部,虽省略图示,但由在配置于上部的门型框上设置的马达使压板主体111上下升降。
[0046]下压板12是在双面研磨装置10的台座上转动自如地设置的圆板状体,在该下压板12的与上压板11对置的表面上设置有研磨垫121。而且,在研磨时该研磨垫121与半导体晶片W的面抵接。
[0047]内齿轮13设置成在下压板12的圆板的大致中心与下压板12独立地旋转,在其外周侧面上形成有与载具15啮合的齿131。
[0048]外齿轮14由包围下压板12的环状件所构成,在环的内侧面形成有与载具15啮合的齿 141。
[0049]在上压板11、下压板12、内齿轮13及外齿轮14的转动中心,结合有各个驱动马达的旋转轴,借助各驱动马达各自独立地旋转。
[0050]载具15由圆板状体构成,在其外周侧面形成有与前述内齿轮13及外齿轮14啮合的齿151。此外,在圆板状体内部,形成有多个晶片保持孔152,半导体晶片W被收纳于此晶片保持孔152的内部。
[0051 ]〈保管槽的结构〉
回到图1,保管槽2是能够收纳多张半导体晶片W且能够保管有机酸水溶液的水槽,可以使用现有的水盒(wet box)。优选地,半导体晶片W以下述方式被收纳于保管槽2:呈半导体晶片W的研磨面与有机酸水溶液的水平面大致正交的姿势,并且,呈在各半导体晶片W之间隔开既定间隔的状态,使得各半导体晶片W不接触。保管槽2中的有机酸水溶液在将半导体晶片W收纳于保管槽2时,储存下述程度的量即可:半导体晶片W的整面浸泡于有机酸水溶液。有机酸水溶液的液温保持于0°以上60°以下的范围内即可,更优选的是10°以上40°以下的范围,特别优选的是20°以上30°以下的范围。
[0052]〈测量机构的结构〉
测量机构3为了测量半导体晶片W的形状而设置。具体而言,测量研磨前后的半导体晶片W的形状或研磨前后的半导体晶片W的研磨余量形状。在本实施方式中,对研磨后的半导体晶片W的形状测量进行说明。
[0053]本实施方式的测量机构3是光谱干涉位移装置30。光谱干涉位移装置30具备控制器单元32和分别测量半导体晶片W的形状的传感器部31。传感器部31与控制器单元32光连接。
[0054]传感器部31设置成位于能够测量作为测量对象的半导体晶片W的正面及背面的位置,而且,测量正面的传感器部31与测量背面的传感器部31相对置。此外,传感器部31以与半导体晶片W的研磨面(正面、背面)正交的姿势与研磨面隔开间隔地配置。
[0055]传感器部31构成为将宽波长范围(wide wavelength range)的光投射至半导体晶片W的研磨面的测量部位,并且接受由测量部位反射的反射光。控制器单元32分析由传感器部31所接受的反射光,计算传感器部31至测量位置的距离。
[0056]〈移动机构的结构〉
移动机构4为了使半导体晶片W在研磨机构1、保管槽2及测量机构3之间移动而设置。本实施方式的移动机构4是由现有的晶片搬运装置使用的搬运单元40。
[0057]搬运单元40是6轴机器人,在其末端部具备能够把持半导体晶片W的晶片把持部41ο
[0058]在本实施方式中,如图1所示,构成为,在搬运单元40的周围分别配置双面研磨装置10、保管槽2及光谱干涉位移装置30,使把持半导体晶片W的晶片把持部41水平地旋转,由此,能够将半导体晶片W分别搬运至双面研磨装置10、保管槽2及光谱干涉位移装置30。
[0059]〈研磨条件设定机构的结构〉
控制装置5通过例如CPU或存储器等组合来构成。而且,控制装置5具备研磨条件设定机构51与研磨控制机构52。
[0060]研磨条件设定机构51设定下次的研磨工序的研磨条件。研磨控制机构52基于既定的研磨条件,控制双面研磨装置10的动作。控制装置5分别电连接于双面研磨装置10及测量机构3的控制器单元32。在控制装置5中,取得从双面研磨装置10输出的研磨条件,输出由研磨条件设定机构51设定的研磨条件。此外,控制装置5取得从控制器单元32输出的半导体晶片W的测量结果。而且,基于该半导体晶片W的测量结果,借助研磨条件设定机构51分析研磨工序的研磨条件。
[0061]接下来,对本发明的半导体晶片的研磨方法进行说明。
[0062]〈研磨工序〉
首先,借助移动机构4,被收纳于保管单元6的研磨前的半导体晶片W被搬运至双面研磨装置10。在图1中,将保管单元6的研磨前的半导体晶片W与载具15—起搬运至作为研磨机构1的双面研磨装置10的下压板12上。然后,从研磨控制机构52传送动作命令,由此,在上压板11与下压板12之间供给研磨液,被搬运的半导体晶片W在既定的条件下被研磨。在研磨后,在上压板11与下压板12之间供给纯水,冲洗研磨后的半导体晶片W。
[0063]〈浸泡工序〉
结束了根据既定研磨条件的研磨的半导体晶片W借助移动机构4被从双面研磨装置10取出,被搬运至保管槽2。被搬运的半导体晶片W以下述方式被浸泡于有机酸水溶液:呈与有机酸水溶液的水平面大致正交的姿势,而且,呈在各半导体晶片W之间隔开既定的间隔的状态,使得各半导体晶片W不接触,各半导体晶片W的整面浸泡于有机酸水溶液。
[0064]〈捞起工序〉 在浸泡工序中的浸泡时间超过60分钟之前,借助移动机构4,从有机酸水溶液捞起半导体晶片W。半导体晶片W借助移动机构4,在维持研磨面与有机酸水溶液的水平面大致正交的姿势的同时以100mm/sec以下的速度被捞起。
[0065]〈测量工序〉
在该测量工序中,在研磨后的半导体晶片W的研磨面变成亲水面之前,S卩,在疏水面的状态下测量半导体晶片W的形状。
[0066]在上述捞起工序中,在浸泡工序中的浸泡时间超过60分钟之前被从保管槽2的有机酸水溶液捞起的半导体晶片W借助移动机构4,被搬运至测量机构3。在本发明中,不需要测量半导体晶片W的整面,借助由传感器部31仅测量半导体晶片W的所期望的部位。例如,从半导体晶片W的中心朝外周地在径向以ΙΟμ??间距测量。此外,在借助移动机构4使半导体晶片W在传感器部31、31之间移动的同时,借助传感器部31进行测量,由此进行如上述所述的多个部位的测量。
[0067]然后,借助控制器单元32对由传感器部31采集的测量数据进行运算,从晶片中心部的厚度,计算其与比晶片外周端靠内侧1mm或靠内侧2mm的点的厚度差。将该计算结果作为晶片整面的形状来使用。
[0068]此外,借助控制器单元32对由传感器部3
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